GFRP 복합소재 바닥판의 간편해석법

손병직,지효선,Son, Byung Jik,Ji, Hyo Seon 한국강구조학회 2013 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.25 No.4

본 논문은 중공튜브 및 샌드위구조 형식을 주로 갖는 GFRP 복합소재 바닥판의 기본설계에서 전체 유한요소 모델링을 이용하지 않고 탄성등가 모델링을 이용한 간편 해석 방법을 제시하였다. 제시된 간편 해석 방법의 타당성 검증을 위해서 ANSYS 프로그램이 사용되었으며, 전체 유한요소 모델링과 탄성등가모델링을 이용한 해석값을 각각 비교하였다. 또한 본 논문에서 제안된 GFRP 복합소재 바닥판 간편 해석법에 의한 해석 결과를 비교하기 위해 각형 튜브를 갖는 샌드위치 구조형식 GFRP 복합소재 바닥판의 4점 휨시험인 실내실험결과를 수행하였다. 해석 결과와 실험 결과 내용을 비교분석하였다. 제시된 간편해석 방법은 GFRP 복합소재 바닥판의 기본설계시 사용하기에 적용성이 있음을 확인되었다. This paper presents a simplified analysis method using the elastic equivalent modelling not using the global finite element modelling of deck for the basic design GFRP composites deck with cellular tubes or sandwich structural type. In order to verify the validation of the simplified method ANSYS software package is used and compared the results analyzed on the global finite element modelling and the elastic equivalent modelling. And the laboratory testing by 4-point bending is conducted to compare the results based on the simplified analysis method proposed in this paper. The comparison of the results based on the analysis and the testing are discussed. It is found that the presented simplified analysis is applicable to the use in the basic design GFRP composite deck.

복합적층 원뿔형 쉘의 자유진동에 관한 기하학적 형상의 영향

손병직,지효선,장석윤,Son, Byung Jik,Ji, Hyo Seon,Chang, Suk Yun 한국강구조학회 2002 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.10 No.4

쉘 구조물은 지붕 구조물, 굴뚝 구조물, 압력구조물, 선박구조물, 항공구조물 등에 널리 사용되는 구조물이다. 본 논문은 전단변형 효과를 고려한 비등방성 복합성층 원뿔형 쉘의 자유진동에 관하여 연구하였다. 복합재료는 2개 또는 이상의 재료들로 구성되어 구조적인 효율성을 증진시키도록 구성된 재료이다. 이러한 복합재료로 구성된 구조물의 거동은 매우 복잡하기 때문에 해석해를 구하기가 거의 불가능하다. 따라서 본 연구에서는 이러한 복합재료로 구성된 원뿔형 쉘의 자유진동을 해결하는데 유한차분법을 사용하였다. 중심각, 정점각 및 다른 기하학적 파라미터의 진동에 대한 효과를 연구하였고, 진동모드 형상을 예시함으로서 진동모드에 관한 물리적 및 공학적인 이해를 증진시키고자 하였다. Shell structures have become critical in the design of pressure vessels, submarine hulls, ship hulls, airplane structures, concrete roofs, containers for liquids, and many other structures. This study presented the feature of the free vibration of anisotropic laminated conical shells according to transverse shear deformation effects. Composite materials are composed of two or more different materials in order to produce desirable properties for structural strength. Since their behavior is very complex, it is almost impossible to solve the analytical solutions. This effects of subtended and vertex angles and other geometric parameters on vibration were investigated in a comprehensive parametric study. Selected vibration mode shapes were illustrated, to enable the physical understanding of vibration of laminated composite conical shells.

복합재료의 파괴기준

손병직,Son, Byung-Jik 한국복합신소재구조학회 2011 복합신소재학회논문집 Vol.2 No.3

복합재료의 파괴기준(II)

손병직,Son, Byung-Jik 한국복합신소재구조학회 2012 복합신소재학회논문집 Vol.3 No.4

엑셀 VBA를 이용한 ANSYS 구조해석의 Customizing

손병직,장봉춘,오화진,Son, Byung-Jik,Jang, Bong-choon,Oh, Wha-jin 한국복합신소재구조학회 2015 복합신소재학회논문집 Vol.6 No.2

자유경계를 갖는 비등방성 원뿔형 쉘의 해석

손병직,백한솔,장석윤,Son, Byung Jik,Baik, Han Sol,Chang, Suk Yoon 한국강구조학회 2000 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.12 No.4

최근 복합재료는 토목뿐만 아니라 건축, 항공, 선박산업분야에서 널리 사용되고 있다. 두 가지 이상의 다른 재료들로 구성된 복합재료는 역학적 특성에서 단일재료보다 매우 유리한 장점을 가지고 있다. 쉘 구조물은 직선구조물과 비교해 볼 때 곡선형상 때문에 하중에 효과적으로 저항하는 이점이 있다. 이러한 쉘 구조물에 복합재료를 사용함으로서 보다 높은 강성과 낮은 중량을 가진 경제적인 쉘 구조물을 설계할 수 있다. 본 논문의 목적은 전단변형효과를 고려한 원뿔형 쉘을 해석하여 복합재료의 이점을 규명하고 자유경계의 효과를 고찰하는데 있다. 본 논문은 원뿔형 쉘의 미분방정식을 해결하기 위해서 유한 차분법을 사용하였다. In recent years, composite materials have been used in civil engineering as well as architecture, automobile, aerospace, shipping industries. Composite materials are composed of two or more different materials to produce desirable properties for structural strength. The shell structures have the advantage of more efficient load resistance due to its curved shape as compared to the plate structures. And the shell structures with composite materials have many advantages in strength, corrosion resistance, and weight reduction. The objective of this study is to analyze circular conical shells with shear deformation effects and to prove the advantage of composite materials. To solve differential equations of conical shells, this paper used finite difference method.

복합적층 원통형 쉘의 단부보강 효과 연구

손병직,지효선,장석윤,Son, Byung-Jik,Ji, Hyo-Seon,Chang, Suk-Yoon 한국복합신소재구조학회 2012 복합신소재구조학회논문집 Vol.3 No.2

In this study, composite laminate cantilever type cylindrical shells with edge-stiffeners are analyzed. A versatile 4-node flat shell element which is useful for the analysis of shell structures is used. An improved flat shell element is established by the combined use of the addition of non-conforming displacement modes and the substitute shear strain fields. Two models by load conditions are considered. Load type A and B are loaded by point load at the free edge and line load respectively. A various parameter examples are presented to obtain proper stiffened length and stiffened thickness of edge-stiffeners. It is shown that the thickness of shell can be reduced minimum 30% by appropriate edge-stiffeners.

폴리카보네이트로 만들어진 돈사 구조물의 타당성 연구

손병직 ( Byung Jik Son ),오이리마이 ( Uy Lymei ) 한국복합신소재구조학회 2014 복합신소재구조학회논문집 Vol.5 No.3

This study analyzes performance-weight ratio of polycarbonate(PC) pigpen and steel pigpen. The finite element models using the ANSYS program described in this paper is attractive not only because it shows excellent accuracy in analysis but also it shows the benefit of parameter study by using APDL. We have performed a parameter study by the width variation of PC pigpen. And we compared and analyzed the results of PC pigpen and steel pigpen. From the numerical examples, we confirmed the validity of PC pigpen.

저해상도 하수관거의 균열 탐지를 위한 영상처리 알고리즘

손병직(Son, Byung Jik),전준용(Jeon, Joon Ryong),허광희(Heo, Gwang Hee) 한국산학기술학회 2017 한국산학기술학회논문지 Vol.18 No.2

국내에서 하수관로 탐사장치는 200만 화소 이상의 고해상도 디지털 카메라를 이용한 제품이 개발되어 있으나 30만화소 이하의 장치가 대부분 사용되고 있다. 특히, 10만화소 이하의 장치가 아직도 많이 사용되고 있어, 영상처리를 위한 환경이 매우 열악하다. 본 연구에서 다루는 하수관 영상은 매우 저해상도(240×320 = 76,800화소)로 균열탐지가 매우 어렵다. 국내에서 이러한 저해상도 하수관거 영상이 대부분이기 때문에, 이를 연구대상으로 선택하였다. 이러한 저해상도 영상으로 하수관거의 균열을 자동으로 탐지하는 기법을 디지털 영상처리 기술을 이용하여 연구하였다. 총8단계를 거쳐 균열을 자동으로 탐지하는 프로그램을 개발하였으며, 기본적으로 Matlab 프로그램의 함수를 이용하였다. 2단계에서 최적의 임계값을 찾는 알고리즘과 5단계에서 균열을 판단하는 알고리즘을 개발하였다. 2단계는 자막이 흰색이기 때문에 자막이 없는 원래 영상보다 Otsu’s 임계값(threshold)이 높게 계산이 되는 점에 착안하여 Otsu 임계값을 시작으로 0.01씩 감소시키면서 최적의 임계값을 찾는 방법 알고리즘이며, 5단계는 길이가 10mm(40픽셀) 이상이고 폭이 1mm(4픽셀) 이상으로 판단하여, 균열을 탐지하는 알고리즘이다. 해석 결과 매우 저해상도 영상임에도 불구하고 균열 탐지 결과가 우수한 것으로 판단된다. In South Korea, sewage pipeline exploration devices have been developed using high resolution digital cameras of 2 mega-pixels or more. On the other hand, most devices are less than 300 kilo-pixels. Moreover, because 100 kilo-pixels devices are used widely, the environment for image processing is very poor. In this study, very low resolution (240x320 = 76,800 pixels) images were adapted when it is difficult to detect cracks. Considering that the images of sewers in South Korea have very low resolution, this study selected low resolution images to be investigated. An automatic crack detection technique was studied using digital image processing technology for low resolution images of sewage pipelines. The authors developed a program to automatically detect cracks as 6 steps based on the MATLAB functions. In this study, the second step covers an algorithm developed to find the optimal threshold value, and the fifth step deals with an algorithm to determine cracks. In step 2, Otsu"s threshold for images with a white caption was higher than that for an image without caption. Therefore, the optimal threshold was found by decreasing the Otsu threshold by 0.01 from the beginning. Step 5 presents an algorithm that detects cracks by judging that the length is 10 mm (40 pixels) or more and the width is 1 mm (4 pixels) or more. As a result, the crack detection performance was good despite the very low-resolution images.

100kW급 풍력 블레이드의 파괴기준에 관한 연구

손병직(Byung Jik Son),이상열(Sang Youl Lee) 한국산학기술학회 2014 한국산학기술학회 학술대회 Vol.- No.-

풍력 블레이드의 성능 평가를 위하여 실제 사용 환경과 근접한 하중 모사에 따른 이축 하중의 필요성 이 제기되고 있으며, 본 본문에서는 이러한 이축 하중에 따른 블레이드의 파괴기준을 분석하였다. 100kW급 풍력 블레이드를 대상으로 하였으며, ANSYS를 사용하여 정적거동을 분석하였다. 파괴기준은 최대응력이론(Maximum Stress Theory), Tsai-Wu, Hashin, Puck 이론을 비교 분석하였다. Hashin 및 Puck 이론은 섬유 파괴와 섬유간 파괴 기준을 검토할 수 있는 장점이 있다.